JPS60122933A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPS60122933A JPS60122933A JP58231716A JP23171683A JPS60122933A JP S60122933 A JPS60122933 A JP S60122933A JP 58231716 A JP58231716 A JP 58231716A JP 23171683 A JP23171683 A JP 23171683A JP S60122933 A JPS60122933 A JP S60122933A
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- Japan
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- soluble organic
- pattern
- organic film
- film
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体集積回路製造において、特にフォトリン
グラフィのパターン形成方法に関して、下地基板からの
反射を防止し、・（ターン精度を向上しかつ解像度を高
めようとしだ層構造用膜と）くターン形成方法である。
グラフィのパターン形成方法に関して、下地基板からの
反射を防止し、・（ターン精度を向上しかつ解像度を高
めようとしだ層構造用膜と）くターン形成方法である。
従来例の構成とその問題点
半導体集積回路（以後、ＬＳＩ）の集積度の向上ととも
に、微細加工技術特にリングラフィ技術の進歩はめざま
しいものがある。特にサブミクロンパターン形成を目標
とした種々のアプローチが精力的に進められている。最
近の動向は、従来からの光を用い限界を追求する流れと
、電子ビーム。
に、微細加工技術特にリングラフィ技術の進歩はめざま
しいものがある。特にサブミクロンパターン形成を目標
とした種々のアプローチが精力的に進められている。最
近の動向は、従来からの光を用い限界を追求する流れと
、電子ビーム。
Ｘ線、イオンビームなどの光取外を利用したリングラフ
ィに大別できる。後者の中でＸ線リングラフィはＸ線源
、マスク材料、マスク製造プロセスなどの技術課題を持
っており、イオンビームリングラフィは基礎研究の段階
にある。電子ビームリングラフィはウエノ・−への直接
描画ではスループ７トが低いなどの量産装置としての弱
点が未解決である。一方、光によるリングラフィでは１
対１ミラーグロジエクシヨン露光装置が２〜３μｍのプ
ロセスレベルの量産用として用いられている。
ィに大別できる。後者の中でＸ線リングラフィはＸ線源
、マスク材料、マスク製造プロセスなどの技術課題を持
っており、イオンビームリングラフィは基礎研究の段階
にある。電子ビームリングラフィはウエノ・−への直接
描画ではスループ７トが低いなどの量産装置としての弱
点が未解決である。一方、光によるリングラフィでは１
対１ミラーグロジエクシヨン露光装置が２〜３μｍのプ
ロセスレベルの量産用として用いられている。
１〜２μｍのプロセスレベルでは重ね合せ精度解像度の
優れた縮小投影露光装置が主力となっており、さらに光
学系の改良等にエリ、サブミクロン領域でも使用可能と
予測されている。
優れた縮小投影露光装置が主力となっており、さらに光
学系の改良等にエリ、サブミクロン領域でも使用可能と
予測されている。
しかし、いずれのリングラフィにおいても、プロセスか
らくる下地基板の段差や平滑性により、解像度やパター
ン精度が低下する。特に平滑性においては、金属配線な
どに使用されるＡｌ上の反射率が、前述の解像度やノく
ターン精度を低下させる。これを第１１１１１２図を用
いて説明する。
らくる下地基板の段差や平滑性により、解像度やパター
ン精度が低下する。特に平滑性においては、金属配線な
どに使用されるＡｌ上の反射率が、前述の解像度やノく
ターン精度を低下させる。これを第１１１１１２図を用
いて説明する。
第１図は基板１上に凸部状段差２に金属膜３、例えばム
Ｑ膜が全面に蒸着され、さらに上部に感光性樹脂（以後
、レジスト）４が塗布された断面状態にマスク５のクロ
ム６を介して紫外線を照射した場合の断面図である。こ
の時の紫外線（以後、ＵＶ光）の入射状態を拡大した図
が第２図である。
Ｑ膜が全面に蒸着され、さらに上部に感光性樹脂（以後
、レジスト）４が塗布された断面状態にマスク５のクロ
ム６を介して紫外線を照射した場合の断面図である。こ
の時の紫外線（以後、ＵＶ光）の入射状態を拡大した図
が第２図である。
入射するＵＶ光７のうち平坦部へ入射するＬＴＶ光７ａ
の反射光７ｂは正確に１８０°の角度で反射するが、Ａ
２膜３の段差部の位置へ入射するＵＶ光７Ｃはム２膜側
面からの反射光７ｄは未露光部のレジスト領域４ｂに侵
入し、実質現像後のレジスト断面４Ｃはマスク６のクロ
ム部６の幅よりも狭くなりパターン精度が劣化する。ま
た段差間とレジストパターン端部との距離によってはレ
ジストパターンが消滅し、パターン断線が発生する。
の反射光７ｂは正確に１８０°の角度で反射するが、Ａ
２膜３の段差部の位置へ入射するＵＶ光７Ｃはム２膜側
面からの反射光７ｄは未露光部のレジスト領域４ｂに侵
入し、実質現像後のレジスト断面４Ｃはマスク６のクロ
ム部６の幅よりも狭くなりパターン精度が劣化する。ま
た段差間とレジストパターン端部との距離によってはレ
ジストパターンが消滅し、パターン断線が発生する。
以上述べたように、基板上の段差や平滑性によってパタ
ーン精度が低下し微細化に対し大きな障害であった。特
に光強度の高い縮小投影露光法においては、下地反射に
よる解像度、パターン精度の低下がはなはだしく、例え
ば段差を有するＡｌ上の配線パターン形成において２μ
ｍ以下のパターン寸法は必らず断線する現象がある。
ーン精度が低下し微細化に対し大きな障害であった。特
に光強度の高い縮小投影露光法においては、下地反射に
よる解像度、パターン精度の低下がはなはだしく、例え
ば段差を有するＡｌ上の配線パターン形成において２μ
ｍ以下のパターン寸法は必らず断線する現象がある。
発明の目的
本発明は、従来例からも述べたように、特にフォ） Ｉ
Ｊングラフィにおける下地基板の段差や平滑性からくる
反射光の影響による解像度の低下とパターン精度の低下
を防ぐ目的とするものである。
Ｊングラフィにおける下地基板の段差や平滑性からくる
反射光の影響による解像度の低下とパターン精度の低下
を防ぐ目的とするものである。
発明の構成
本発明は、室温で可溶でかつ有機溶媒系のレジストヲ積
層可能であって、水溶性有機物を主成分として、紫外線
吸収剤を含み、溶媒が水であるパターン形成用水溶性有
機膜を特徴とし、基板に前記水溶性有機膜を塗布する工
程と、前記水溶性有機膜上にレジストを塗布形成する工
程と、選択的に放射線を露光する工程と、前記選択的に
露光したレジストと直下の水溶性有機膜を同時に現像除
去する工程によってパターン形成をする方法を提供しよ
うとするものである。
層可能であって、水溶性有機物を主成分として、紫外線
吸収剤を含み、溶媒が水であるパターン形成用水溶性有
機膜を特徴とし、基板に前記水溶性有機膜を塗布する工
程と、前記水溶性有機膜上にレジストを塗布形成する工
程と、選択的に放射線を露光する工程と、前記選択的に
露光したレジストと直下の水溶性有機膜を同時に現像除
去する工程によってパターン形成をする方法を提供しよ
うとするものである。
実施例の説明
本発明の第１の実施例について説明する。
脱イオン水に１５０ｃｃ、水溶性ゼラチン６０？、紫外
線吸収剤ＭＲ２，５ｙ−をｅｏ”ｃに加熱し攪拌しなが
ら溶解させて・くターン形成用水溶性有機膜を作製した
。なお、溶解に際して溶解助剤を使用しても本発明のか
ぎシでない。このノくターン形成用水溶性有機膜の紫外
線透過特性を第３図に示す。第３図の横軸は波長（ｎｍ
）、縦軸は各波長における透過率（チ）を示した。紫外
線領域の４３６ｎｍでの透過率は１２９！＋（ムは膜厚
２０００人。
線吸収剤ＭＲ２，５ｙ−をｅｏ”ｃに加熱し攪拌しなが
ら溶解させて・くターン形成用水溶性有機膜を作製した
。なお、溶解に際して溶解助剤を使用しても本発明のか
ぎシでない。このノくターン形成用水溶性有機膜の紫外
線透過特性を第３図に示す。第３図の横軸は波長（ｎｍ
）、縦軸は各波長における透過率（チ）を示した。紫外
線領域の４３６ｎｍでの透過率は１２９！＋（ムは膜厚
２０００人。
Ｂは１０００人）と非常に良い吸収を示しており、一般
の縮小投影露光法による露光波長４３６ｎｍに対して、
下地基板からの反射光を吸収するように作用する。なお
前述の実施例の・２タ一ン形成用水溶性有機膜の粘性は
水溶性ゼラチンと水との比によるものであった□ 次に前述の水溶性ゼラチンの替わシに、ポリビニルピロ
リドン、ポリビニルアルコール、カゼイン等の水溶性を
有する有機膜も同様な本発明のパターン形成用水溶性有
機膜となった。また溶媒に脱イオン水とともにインプロ
ビルアルコールヲ加えてもよい。
の縮小投影露光法による露光波長４３６ｎｍに対して、
下地基板からの反射光を吸収するように作用する。なお
前述の実施例の・２タ一ン形成用水溶性有機膜の粘性は
水溶性ゼラチンと水との比によるものであった□ 次に前述の水溶性ゼラチンの替わシに、ポリビニルピロ
リドン、ポリビニルアルコール、カゼイン等の水溶性を
有する有機膜も同様な本発明のパターン形成用水溶性有
機膜となった。また溶媒に脱イオン水とともにインプロ
ビルアルコールヲ加えてもよい。
実際にフォトリングラフィに使用するだめの反射防止膜
としてのパターン形成用水溶性有機膜では水溶性有機膜
と紫外線吸収剤の重量比がＩ５０：１以上であることが
好ましく、かつ互いの溶解性も良好であった。
としてのパターン形成用水溶性有機膜では水溶性有機膜
と紫外線吸収剤の重量比がＩ５０：１以上であることが
好ましく、かつ互いの溶解性も良好であった。
また、このパターン形成用水溶性有機膜は水あるいはア
ルカリ水溶液に溶解する性質を有した。
ルカリ水溶液に溶解する性質を有した。
次に第２の実施例を第４図を用いて説明する。
従来例の説明に使用した第２図と同様に半導体基板１上
に段差２が形成し、反射率の高い金属膜例えばム２膜３
を蒸着する。そして前述のパターン形成用水溶性有機膜
８を塗布する〔第４図（ａ）〕。
に段差２が形成し、反射率の高い金属膜例えばム２膜３
を蒸着する。そして前述のパターン形成用水溶性有機膜
８を塗布する〔第４図（ａ）〕。
この時のパターン形成用水溶性有機膜の膜厚はこの後で
露光する際に施こすエネルギー量によって適宜設定され
るものであるが、本実施例においては２０００人に塗布
形成し薄い膜とした。
露光する際に施こすエネルギー量によって適宜設定され
るものであるが、本実施例においては２０００人に塗布
形成し薄い膜とした。
続いて、ポジ型Ｕ”ｌレジスト４をパターン形成用水溶
性有機膜８上に塗布する。この除、ポジ型ＵＶレジスト
４とパターン形成用水溶性有機膜８とは互いに溶解する
ことなく均一に塗布することが可能であった〔第４図（
ロ）〕。
性有機膜８上に塗布する。この除、ポジ型ＵＶレジスト
４とパターン形成用水溶性有機膜８とは互いに溶解する
ことなく均一に塗布することが可能であった〔第４図（
ロ）〕。
そして、マスク６のクロムパターン６を介して縮小投影
露光法によって４３４３ｎｍの紫外線７を１５０ ｍＪ
／ｃＪ のエネルギーで露光する。この時段差側面や表
面からの反射は層構造用水溶性有機膜８中の紫外線吸収
剤により吸収されるため、まったく反射が起こらずクロ
ムパターン６通シの未露光領域４ｅが形成される〔第４
図（Ｃ）〕。
露光法によって４３４３ｎｍの紫外線７を１５０ ｍＪ
／ｃＪ のエネルギーで露光する。この時段差側面や表
面からの反射は層構造用水溶性有機膜８中の紫外線吸収
剤により吸収されるため、まったく反射が起こらずクロ
ムパターン６通シの未露光領域４ｅが形成される〔第４
図（Ｃ）〕。
最後にアルカリ現像液によって露光したポジ型ＵＶレジ
スト４を現像除去し、同時にリンス工程で露出した層構
造用水溶性有機膜を除去しパターン４ｆ 、８ａを得た
〔第４図（■〕。
スト４を現像除去し、同時にリンス工程で露出した層構
造用水溶性有機膜を除去しパターン４ｆ 、８ａを得た
〔第４図（■〕。
なお、パターン形成用水溶性有機膜８の水への溶解速度
は塗布後の熱処理やホルマリン溶液処理によって自在に
コントロールが可能で上層のポジＵｖレジストの膜厚に
よって設定されるものである。
は塗布後の熱処理やホルマリン溶液処理によって自在に
コントロールが可能で上層のポジＵｖレジストの膜厚に
よって設定されるものである。
次に第３の実施例を第６図を用いて説明する。
第２の実施例の場合にはバター／形成用水溶性有機膜８
を露光エネルギーのうちの反射光を防ぐ最小の膜厚にし
たため下地基板１の段差２の形状は変化せず、ポジ型Ｕ
Ｖレジスト４は段差付近で膜厚の変動が発生し、最終的
にパターン精度が劣化する〔第４図−（ｂ）参照〕。こ
れを防ぐために、パターン形成用水溶性有機膜８を厚く
塗布し平坦に形成する〔第６図（ａ）〕。この後、ポジ
形ＵＶレジスト４は平坦に塗布されるためにレジスト膜
厚の変動がまったく無くなる。そして露光現像、リンス
工程を加えれば、パターン精度が高く、高アスペクト比
パターン４ｅ、８ａが得られた。この時パターン形成用
水溶性有機膜８は熱処理を低温で行なったため水への溶
解速度が大きく、膜厚にあまり依存しないので上層であ
るポジ形Ｕｖポジレジストパターン４０通りに転写され
る〔第６図０３）〕。
を露光エネルギーのうちの反射光を防ぐ最小の膜厚にし
たため下地基板１の段差２の形状は変化せず、ポジ型Ｕ
Ｖレジスト４は段差付近で膜厚の変動が発生し、最終的
にパターン精度が劣化する〔第４図−（ｂ）参照〕。こ
れを防ぐために、パターン形成用水溶性有機膜８を厚く
塗布し平坦に形成する〔第６図（ａ）〕。この後、ポジ
形ＵＶレジスト４は平坦に塗布されるためにレジスト膜
厚の変動がまったく無くなる。そして露光現像、リンス
工程を加えれば、パターン精度が高く、高アスペクト比
パターン４ｅ、８ａが得られた。この時パターン形成用
水溶性有機膜８は熱処理を低温で行なったため水への溶
解速度が大きく、膜厚にあまり依存しないので上層であ
るポジ形Ｕｖポジレジストパターン４０通りに転写され
る〔第６図０３）〕。
具体的に本発明による実験データを第６図に示す。横軸
は第１図における段差エツジからマスクのクロームパタ
ーンエツジまでの距離Ｓを示し、縦軸はパターン形成後
のレジストパターンを示した。またマスクパターンを転
写したものである。
は第１図における段差エツジからマスクのクロームパタ
ーンエツジまでの距離Ｓを示し、縦軸はパターン形成後
のレジストパターンを示した。またマスクパターンを転
写したものである。
これによると、従来例のものはＳ（段差からの距離）が
１〜２μｍの距離でレジストパターンが下地ム悲からの
反射によって、レジストパターンが断線おるいは断線傾
向となる。例えばＳが０．６μｍの時はレジストパター
ンが０．５μｍとパターｙ、ｌｆｌシが生じていた。一
方、本発明のものはＳの距離に関係なく、レゾストパタ
ーンに変動なく１μｍパターンが形成可能であった。
１〜２μｍの距離でレジストパターンが下地ム悲からの
反射によって、レジストパターンが断線おるいは断線傾
向となる。例えばＳが０．６μｍの時はレジストパター
ンが０．５μｍとパターｙ、ｌｆｌシが生じていた。一
方、本発明のものはＳの距離に関係なく、レゾストパタ
ーンに変動なく１μｍパターンが形成可能であった。
発明の効果
本発明の効果は、パターン形成用水溶性有機膜を紫外線
露光法に適用した場合、下地基板からの反射を吸収する
ため、パターン断線などの不良を解消しかつ、パターン
精度が向上した。また、パターン形成用水溶性有機膜の
膜厚を厚く塗布することにより、マスクパターン転写精
度が向上し、解像度も向上した。以上、本発明は微細化
をたどる半導体集積回路製造技術に非常に有益なもので
あることが言える。
露光法に適用した場合、下地基板からの反射を吸収する
ため、パターン断線などの不良を解消しかつ、パターン
精度が向上した。また、パターン形成用水溶性有機膜の
膜厚を厚く塗布することにより、マスクパターン転写精
度が向上し、解像度も向上した。以上、本発明は微細化
をたどる半導体集積回路製造技術に非常に有益なもので
あることが言える。
第１図は従来例によるレジストパターン形成断面図、第
２図は第１図の光の入射８反射状態を示す拡大断面図、
第３図は本発明の層構造用水溶性有機膜の紫外線透過特
性図、第４図（ａ）〜（→、第５図（ａ） 、 （ｂ）
は本発明の実施例に基づくパターン形成工程断面図、第
６図は本発明の効果を示す実験データ図である。 １・・・・・基板、２・・・・・段差、３・・・金属膜
、４・・・・・ポジ形レジスト、５・・・・・マスク、
６・・・・・クロムパターン、７・・・・・・ＵＶ光、
８・・・・・・層構造用水溶性有機膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ （２） 第３問 液蚤（＊帆ジ 第４図 ？ ？ 第４図 第５図 ？ Ｃ 第６図
２図は第１図の光の入射８反射状態を示す拡大断面図、
第３図は本発明の層構造用水溶性有機膜の紫外線透過特
性図、第４図（ａ）〜（→、第５図（ａ） 、 （ｂ）
は本発明の実施例に基づくパターン形成工程断面図、第
６図は本発明の効果を示す実験データ図である。 １・・・・・基板、２・・・・・段差、３・・・金属膜
、４・・・・・ポジ形レジスト、５・・・・・マスク、
６・・・・・クロムパターン、７・・・・・・ＵＶ光、
８・・・・・・層構造用水溶性有機膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ （２） 第３問 液蚤（＊帆ジ 第４図 ？ ？ 第４図 第５図 ？ Ｃ 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）水溶性有機物を主成分として、紫外線吸収剤を含
み、溶媒が水であることを特徴とするパターン形成用水
溶性有機膜。 （２）水溶性有機物が、水溶性ゼラチン、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、カゼインの少くとも
一つを含むものでちることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載のパターン形成用水溶性有機膜。 （３）水溶性有機物と紫外線吸収剤の重量比が６０：１
以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のパターン形成用水溶性有機膜。 （→ 基板に水溶性有機膜を塗布する工程、前記水溶性
有機膜上に、放射線感応性樹脂を塗布形成する工程、選
択的に放射線を露光する工程、前記選択的に露光した放
射線感応性樹脂と直下の水溶性有機膜を同時に現像除去
する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 （ロ）水溶性有機物が、水に可溶でかつ放射線感応性樹
脂を積層可能な性能を有することを特徴とする特許請求
の範囲第４項に記載の・ζターン形成方法。 （６）放射線感応性樹脂のリンス液が水であることを特
徴とする特許請求の範囲第４項に記載のノくターン形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231716A JPS60122933A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231716A JPS60122933A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122933A true JPS60122933A (ja) | 1985-07-01 |
| JPH0376740B2 JPH0376740B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=16927892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231716A Granted JPS60122933A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60122933A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026622A (en) * | 1988-10-31 | 1991-06-25 | Konica Corporation | Silver halide photographic light-sensitive material restrained from producing pin-holes |
| WO2008023517A1 (fr) * | 2006-07-20 | 2008-02-28 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Substrat de montage mixte optique/électrique |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231716A patent/JPS60122933A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026622A (en) * | 1988-10-31 | 1991-06-25 | Konica Corporation | Silver halide photographic light-sensitive material restrained from producing pin-holes |
| WO2008023517A1 (fr) * | 2006-07-20 | 2008-02-28 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Substrat de montage mixte optique/électrique |
| JPWO2008023517A1 (ja) * | 2006-07-20 | 2010-01-07 | 日立化成工業株式会社 | 光電気混載基板 |
| US7949220B2 (en) | 2006-07-20 | 2011-05-24 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Hybrid optical/electrical mixed circuit board |
| JP5035244B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2012-09-26 | 日立化成工業株式会社 | 光電気混載基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376740B2 (ja) | 1991-12-06 |
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